弱随机磁场重联模型及其检验

天体物理流体通常是湍流态的，这意味着冻结磁场至少是弱随机的。因此，对天体物理磁场重联的现实研究应包含随机磁场的效应。在本文中，我们讨论并数值检验了Lazarian & Vishniac (1999) 的弱随机磁场重联模型。该模型假设湍流是亚阿尔芬的，磁场仅受到轻微扰动。该模型预测，磁场的随机度控制着重联率，并且重联可以快速发生，而与是否存在反常等离子体效应无关。为了检验该模型，我们使用了三维MHD模拟。为了测量重联率，我们采用了磁通量流入以及我们在本文中引入的一种更复杂的测量方法。这两种重联测量方法提供了一致的结果。我们的检验成功再现了该模型预测的依赖关系，包括重联速度随湍流驱动注入尺度以及驱动强度的变化而变化。我们得出结论，尽管在特定情况下反常效应，特别是Hall-MHD效应，可能对重联的引发很重要，但一般的天体物理重联由于湍流而快速发生，与所涉及的微物理等离子体效应无关。这一结论证实了对许多天体物理环境（例如星际介质）进行数值建模的合理性，因为在这些环境中，基于等离子体效应的无碰撞重联并不适用。